Lepljenje plastike
Izraz plastika zajema množico sintetičnih - polimernih materialov, med bolj poznane spadajo t.i. termoseti, termoplasti in elastomeri. Različne kemijske strukture posameznih plastičnih materialov in njihove fizikalne lastnosti, so najpomembnejši faktorji za konstruiranje spojev s tehnologijo lepljenja s polimernimi materiali oz. lepili. Pri vseh materialih kot tudi pri plastikah, mora biti izpolnjeno:
- lepilo mora imeti sposobnost omočenja površine, s tem mora biti površinska napetost plastike večja ali enaka površinski napetosti lepila,
- površina mora imeti sposobnost tvorbe adhezije - tvorbo kemijske in fizične povezave med lepilom in površino.
V kolikor pogoji niso doseženi, je polimerni material težko lepljiv ali pa se sploh ne spaja. Plastični materiali nas pogosto presenetijo s problemom, da se lastnosti po volumnu (lastnosti materiala samega) kažejo za drugačne, kot so lastnosti površine. Razlog za ta pojav je v sestavi polimernega materiala in/ali v procesu predelave.
Šibek površinski sloj ima za posledico nizko trdnost zlepnega spoja, ne glede na izbiro lepila. Precej plastik ima nizko molekularno masno sestavo. Takšen material vsebuje stabilizatorje, ne-reaktivne komponente, preostanke topil, in še druga različna polnila. Vse naštete komponente imajo lahko vpliv na lepljenje, če so prisotne na površini ali v površinskem sloju. Zelo veliko polnil ima težnjo, da se giblje proti površini, kjer se ustavijo in koncentrirajo. Takšen vmesni sloj na površini, ki ga lahko tvorijo polnila na površini osnovnega materiala, precej zmanjšuje potencialno trdnost zlepnega spoja ali celo onemogoča lepljenje.
Amorfne, termoplastne nepolnjene plastike, pogosto težijo k tvorbi razpok, ko pridejo v stik z določenimi tekočinami (topili). Pojav se običajno imenuje »stress cracking« oziroma napetostno pokanje, ki je zelo podobno pojavom v lomni mehaniki kovin. Najbolj občutljive plastike za napetostni lom so polikarbonati (PC), polimetil-metakrilati (PMMA), akrilo-nitril butadien stiren kopolimer (ABS) in polistiren (PS).
Pokanje plastike je pogosto zaradi t.i. »zamrznitvene napetosti«, ki je posledica procesa predelave, ali pa je povzročena z učinkom zunanje sile, ter, da mora medij z nizko molekularno maso, delovati na plastičen material. Prav tako, lahko napetostno pokanje povzročajo lepila, dokler so v tekočem stanju.
Ker se polimerni plastični materiali precej uporabljajo, je zelo pomemben mehanizem preprečevanja napetostnega loma, ki ga pri postopku spajanja z lepljenjem v večini primerov odpravimo z:
- naknadnim segrevanjem plastičnih delov za zmanjševanje notranjih napetosti,
- med spajanjem se je dobro izogibati pritisku in deformiranju plastičnih delov,
- uporabo zelo hitro sušečih lepil, ki zmanjšajo učinek delovanja topila v lepilu,
- v primeru uporabe sekundnih lepil prekomernim nanosom,
- v primeru uporabe lepil, ki se strjujejo z UV svetlobo smo pozorni, da ni senčnih leg, kjer ni dostopa UV svetlobe in zato tudi lepilo ostane tekoče in učinkujejo topila v lepilu.
 |
Lepljenje kovine
Spajanje kovin s postopki lepljenja je dobilo pomen predvsem v zadnjih dvajsetih letih. Največji razmah je dosežen v avtomobilski industriji in industriji fine mehanike, kjer so dimenzije tako majhne, da je za spajanje primerna le še tehnologija lepljenja.
Druga panoga, v kateri se veliko spaja kovine z lepljenjem je strojegradnja in vzdrževanje, kjer je tehnologija uporabe lepil in tesnilnih mas postala nepogrešljiva. Polimeri z svojim načinom delovanja precej olajšajo postopke konstruiranja, izdelave in montaže, ter zanesljivega delovanja sklopa ali konstrukcije.
Lepljenje kovin je precej lažje in enostavnejše kot lepljenje polimernih materialov, saj imajo kovine skoraj vedno dovolj veliko površinsko napetost za oprijem lepila. Zato je priprava površine lažja kot pri polimernih materialih. Prav tako se zaradi togosti kovine predpostavlja, da se vsa obremnitev tako v elastičnem, kot plastičnem področju prenaša z lepilom, v kolikor ni spoj drugače oblikovan (valjasti spoji z vmesnimi prilegi). Nekoliko več pazljivosti zahtevajo legirane kovine (nerjavno jeklo, aluminij), v smislu priprave površine in strjevanja lepila.
Kljub velikemu razmerju med trdnostjo lepil in kovin ( več kot 1:10), pa lepila z svojo univerzalnostjo zelo uspešno izpodrivajo konvencionalne metode spajanja in tesnjenja kovinskih sklopov in spojev.
Kovine lepimo najpogosteje z anaerobnimi, akrilnimi in epoksi lepili. Možnosti lepljenja imamo tudi z cianoakrilatnimi lepili, vendar le takrat, ko imamo na elementih, ki jih lepimo zelo male obremenitve, saj so cianoakrilatna lepila zelo krhka in neelastična. Anaerobna lepila in tesnila, imajo na kovinah zelo dober oprijem in primerno elastičnost za doseganje zadovoljivih trdnosti zlepnih spojev. Predvsem se anaerobna lepila uporabljajo za lepljenje valjastih elementov, lepljenje vijakov, tesnjenje kovinskih spojev in prirobnic.Za ravne in ploske zlepne spoje kovin so najprimernejša akrilna in epoksi lepila, saj omogočajo dovolj veliko elastičnost in odpornost na luščenje. Dodatno pogojuje izbiro lepil še površina oziroma velikost površine, ki jo lepimo, saj ta v določenih primerih vpliva na način in sistem strjevanja lepila. Primerno izbiro lepil glede na materiale, ki jih želimo lepiti prikazuje slika.
Povezane vsebine
